渾儀

渾儀
<渾儀>












立於四維方位的龍柱
<圖八>
立於四維方位的龍柱

十字水跌及鰲雲
<圖九>
十字水跌及鰲雲

渾儀是中國古代用來測量天體位置的儀器,是近代座標儀的先驅。最初渾儀非常簡易,從外而內僅有固定於正南北向的子午環、固定平行地球赤道的赤道環、可自由轉動的赤經環及可觀測用的窺管。

宋代蘇頌所造的水運儀象台上的渾儀為三重輪之組合。第一重為顯明上下四方空間概念的六合儀,由天經環(固定正南北指向的子午圈)、地渾環(標有十二地支的地平圈)、和天常環(固定平行地球赤道面的赤道圈)組成,分別刻有周天度(365.25度)、二十四方位、百刻時刻,是用以確定天體的空間與時間的固定環圈。第二重為三辰儀,由黃道環(觀日)、白道環(觀月)和赤道環(觀星)三個相交而成,可繞著極軸在六合儀內轉動不息,赤道環上面刻有二十八宿距度與二十四節氣,配合模擬太陽運行軌跡的黃道環,以演示天體運行,推演節氣變化。第三重為四游儀,置於三辰儀之內,可繞著極軸東西運轉跟蹤天體,四游儀上的望筒可上下旋轉,以觀測星體(即日、月、星辰及流星等)運行及記錄其座標。在利用四游儀望筒觀測到某一星體時,可從赤道環讀出該星體的「入宿度」(即中國在赤道座標中對經度的表示方式),另外可從天經環、地渾環計算出「去極度」(被測星體與北極的緯度差),並從天常環得知觀測當時的時刻,如此,即可記錄該星體所在位置,亦可觀測星宿得知時刻與四季。

渾儀以四龍柱支撐<圖八>,立於十字水跌交會處,以雲氣上承六合儀。水跌之中鑿有水道,<圖九>,利用水流來觀測水平,以調整六合儀,確保子午線及地平線在一定的位置上。

渾儀結構圖
在結構相當複雜,而功能卻十分巧妙的這麼一座天文儀器上,古代中國人因而可以同時進行觀測天象、展演天球運動和報時等三種工作,水運儀象台真足以代表中國人在天文學上的一項偉大的成就。